时间反转技术的理论研究与应用

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803_lichunfeng
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时间反转技术对于复杂多散射环境下的无线通信以及隐藏目标探测的研究有很大的应用价值。它通过充分利用多径分量,在空域获得远大于常规阵列信号处理的分辨率,在时域获得与发送波形近似的信号。  本文的目的是通过研究时间反转技术在复杂媒质中电磁波的时-空聚焦,为将时间反转技术(Time Reversal)简称TR引入UWB无线通信以及隐藏目标检测提供相应的理论依据。  本文的主要工作概括如下:  通过时域有限差分法(FDTD)仿真实验,证明多天线和单天线下的时间反转聚焦和抑零特性。通过改变天线阵的布放,改变散射体离目标的相对位置等,得到这些因素对时间反转聚焦的影响。通过改变调制信号的周期,分析了调制信号周期的大小对单天线时间反转抑零的影响。  从理论的角度对时间反转的概念、时间反转技术的应用过程以及通过时间反转镜来实现时间反转的理论依据做了详细的阐述。并从电磁理论的角度介绍了时反不变性与可逆性、时间反转镜与相位共轭镜的区别。  基于IEEE给出的室内UWB无线信道模型,通过MATLAB仿真验证了在SISO超宽带室内通信系统下,时间反转技术的抗多径、抗干扰、抗噪性能。  利用FDTD对所需要的电磁环境进行模拟,将时间反转镜引入,通过改变时间反转镜的阵元个数、窗长度等研究了这些因素对时间压缩和空间聚焦特性的影响。接着,将时间反转镜引入到穿墙雷达应用中,通过FDTD数值仿真很好的验证了在该环境下,脉冲在目标处依然有较好的空间聚焦和时域压缩的效果。
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